/**
 * Created with IntelliJ IDEA.
 * Description:
 * User: dings
 * Date: 2024-07-21
 * Time: 22:09
 */
public class Test {
    /**
     * 快速排序
     * 时间复杂度：最好情况下：O（N*logN）   最坏情况下：O（N^2）
     * 优化后可以稳定为：O（N*logN）
     * 空间复杂度：最坏情况：O(N)          最好情况：O(logN)
     * @param arr ：待排序数组
     */
    public void quickSort(int[] arr) {
        quick(arr,0, arr.length-1);
    }


    public void quick(int[] arr,int start,int end) {
        if (start >= end) {
            return;
        }
        //避免末尾的大量递归
        if(end - start + 1 <= 7) {
            insertSortRange(arr,start,end);
            return;
        }
        //三数取中
        int midIndex = findMiddle(arr,start,end);
        swap(arr,midIndex,start);

        int pivot = partitionHole(arr, start, end);
        quick(arr,start,pivot-1);
        quick(arr,pivot+1,end);
    }

    /**
     * 直接插入排序-》区间内的插入排序
     * @param arr
     * @param start 区间的起始
     * @param end 区间的结束，[start,end]
     */
    private void insertSortRange(int[] arr, int start, int end) {
        for (int i = start+1; i <= end; i++) {
            int tmp = arr[i];
            int j = i-1;
            for ( ; j >= start ; j--) {
                if (arr[j] > tmp) {
                    arr[j+1] = arr[j];
                }else {
                    arr[j+1] = tmp;
                    break;
                }
            }
            arr[j+1] = tmp;
        }
    }


    /**
     * 快排优化-》三数取中法
     * @param arr 待排序数组
     * @param left  序列的起始位置
     * @param right 序列的结束位置
     * @return 返回中间值的下标
     */
    private int findMiddle(int[] arr, int left, int right) {
        int mid = (left+right)/2;

        //选出中间值
        if (arr[left] > arr[right]) {
            if (arr[mid] > arr[left]) {
                return left;
            }else if (arr[mid] < arr[right]) {
                return right;
            }else {
                return mid;
            }
        }else {
            if (arr[left] > arr[mid]) {
                return left;
            } else if (arr[mid] > arr[right]) {
                return right;
            }else {
                return mid;
            }
        }
    }
    /**
     * 挖坑法
     * @param arr 无序序列
     * @param left 起始位置
     * @param right 结束位置
     * @return 排好序的基准值的下标
     */
    public int partitionHole(int[] arr,int left,int right) {
        int tmp = arr[left];
        while (left < right) {
            //等于tmp时，right也要--！！！
            while (left < right && arr[right] >= tmp) {
                right--;
            }
            //挖坑法只需覆盖数据 填坑即可，不需要交换
            arr[left] = arr[right];
            //等于tmp时，left也要++！！！
            while (left < right && arr[left] <= tmp) {
                left++;
            }
            //挖坑法只需覆盖数据 填坑即可，不需要交换
            arr[right] = arr[left];
        }
        //将相遇位置的坑 填上tmp（基准值）
        arr[left] = tmp;
        return left;
    }
}
